糧倉溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)|**庫房溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)

2016-01-20 　來自: 成都鑫芯電子科技有限公司瀏覽次數(shù):27449

一、系統(tǒng)環(huán)境概述

系統(tǒng)用于露天倉儲堆垛中溫度、濕度的測量和采集，目前有十個倉儲場區(qū)需要采用此設備，每個場平時堆垛數(shù)量在2000個左右，生產旺季在2500左右。每個場區(qū)分5-6個區(qū)，每個區(qū)在200-400個堆垛，堆垛之間有供通行的4米寬裝卸道路，TA區(qū)、B區(qū)和D區(qū)為堆垛的典型分布圖，堆垛體積長×寬×高為8m×4m×4m，采用露天堆放，每個堆垛中需要溫度探頭6—8個，探頭埋置于堆垛中。堆垛中物品含水量在20%左右,對電磁波的吸收較大。現(xiàn)場只有燈塔處有220V電源，燈塔高15米，在10米以下可以架設天線，其他地方?jīng)]有電源且不能布線。

二、系統(tǒng)要求

（一）全無線，且探頭采用一體式電池供電方式。

（二）數(shù)據(jù)集中顯示及管理。

（三）可靠性高，不能出現(xiàn)誤報、漏報情況。

三、系統(tǒng)設計依據(jù)

●《GB50198-94計算機系統(tǒng)安全準則》

●《HG20507-92工業(yè)自動化儀表工程施工及驗收規(guī)范》

●《GB 50194-93建設工程施工現(xiàn)場供用電安全規(guī)范》

●《JJG874-2007溫度指示控制儀》

●《移動通信技術》

四、系統(tǒng)構架描述

根據(jù)現(xiàn)場示意圖分析，整個無線溫濕度傳輸系統(tǒng)采用“蜂窩通信”方式，如圖一所示：

圖一、蜂窩信道分布示意圖

在圖一中，整個廠區(qū)采用蜂窩方式進行數(shù)據(jù)通信，以每個燈塔劃分為一個蜂窩，每個蜂窩采用不同的無線頻段，在每個燈塔處安裝一個無線接收基站，由基站接收所在小區(qū)的無線溫濕度探頭的數(shù)據(jù)。每一個蜂窩的通信方式如圖二所示：

圖二、蜂窩描述圖

在圖二中，無線溫濕度傳感器由電池供電，放置于堆垛當中，工作信道與它所處的蜂窩中基站的信道一致；無線接收基站安裝在燈塔處，供電采用燈塔處的市電接入；基站將接收到的無線溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)緩存在本地，由上級設備輪訓時上傳到上級網(wǎng)絡，這樣可以充分保證數(shù)據(jù)的可靠性。

接下來就是每個蜂窩的數(shù)據(jù)上傳到上一級網(wǎng)絡（接收中心）的拓撲結構，如圖三所示：

圖三、蜂窩數(shù)據(jù)與接收中心拓撲圖

在圖三中，無線接收中心負責主動輪訓每個蜂窩中無線接收基站緩存的數(shù)據(jù)，并把獲取的數(shù)據(jù)通過RJ45接口上傳到局域網(wǎng)中。

整個系統(tǒng)包含四種主要設備，無線溫濕度傳感器、無線接收基站、無線接收中心、個人計算機，數(shù)據(jù)流向如圖四所示：

圖四、系統(tǒng)數(shù)據(jù)流向圖

五、系統(tǒng)設備描述

（一）堆垛處：內置868MHz無線探頭（一體式、電池供電）

每個堆垛中分別放置868MHz無線探頭（一體式、電池供電）一只，采用868MHz分信道傳輸模式將數(shù)據(jù)主動發(fā)送到自己所在蜂窩的無線接收基站（即燈塔處）。

無線溫濕度傳感器之所以采用868MHz頻率，原因有以下幾點：

1、根據(jù)我們實際測試和使用效果看出，目前采用的此款868MHz（兼容915MHz）方案，對障礙物的穿透能力強；

2、目前采用的方案中，外圍元件極少，調試簡單，為后期大批量生產提供了保障；

3、目前版本已經(jīng)趨于成熟，睡眠功耗***（小于10uA），采用已有的2400mA/H電池，在實際預算5分鐘發(fā)送一次數(shù)據(jù)的情況下，電池可使用一年半以上，為降低系統(tǒng)后期維護提供了保障；

4、目前方案中，無線信道多達102個，為系統(tǒng)留有充分的容量，在實際現(xiàn)場當中，甚至每個蜂窩可以采用完全不同的信道進行傳輸，為系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可靠性及系統(tǒng)探頭的延展性都帶來了***的保障。

（二）燈塔處：無線接收基站（內置868MHz轉433MHz無線網(wǎng)橋功能，工程施工時需加裝避雷器）

在每個燈塔處安裝無線接收基站一臺（現(xiàn)場供電），向下提供868MHz頻段來接收溫濕度傳感器的數(shù)據(jù)，向上提供433MHz大功率雙向通信功能（向上采用433MHz頻率主要考慮到傳輸距離問題，燈塔到辦公室距離比較遠，加之可能有很多遮擋因素，433MHz初步預算功率為2W），以便接收來自無線接收中心的命令；根據(jù)現(xiàn)場圖紙描述，把以基站（即燈塔）為圓心，30米（具體視調試而定）為半徑的區(qū)域劃為一個蜂窩，各個蜂窩分別采用868MHz分信道進行數(shù)據(jù)收發(fā)。基站把用868MHz接收到的探頭數(shù)據(jù)緩存到本地高速緩存當中，當接收到無線接收中心的輪訓命令（433MHz頻率）時，通過433MHz頻率將緩存數(shù)據(jù)應答給無線接收中心。

（三）辦公室（管理中心）外：無線接收中心（工程施工時需加裝避雷器）

整個系統(tǒng)共設計一臺433MHz無線接收中心，負責主動輪訓各個蜂窩當中的無線接收基站，同時，無線接收中心對上行提供一個RJ45網(wǎng)絡接口，將接收到的所有數(shù)據(jù)通過局域網(wǎng)上傳至辦公室ＰＣ上。

（四）辦公室（管理中心）PC：無線溫濕度系統(tǒng)管理軟件

在辦公室（管理中心）的PC上安裝無線溫濕度系統(tǒng)管理軟件一套，用于集中管理整個系統(tǒng)的所有溫濕度數(shù)據(jù)，功能包括：

1、實時數(shù)據(jù)顯示

2、歷史數(shù)據(jù)查詢、導出（PDF或EXCEL）和打印

3、探頭參數(shù)設置，如溫濕度補償、報警上下限值自定義、探頭名稱及地址自定義等等

4、指定時間段溫濕度變化曲線圖

5、管理員及操作員權限設置

6、操作日志管理

7、其他

六、設備技術參數(shù)

（一）傳感器（環(huán)境溫濕度傳感器）：

圖五、環(huán)境溫濕度傳感器示意圖（防水型）

工作電源：電池供電（3.6V）

發(fā)射功率：10dBm-30dBm（軟件可設置）

采集周期：8秒-2小時軟件可設置

工作頻段：軟件可設置

溫度檢測范圍：-40℃～＋124℃

濕度檢測范圍：0%～100%RH

溫濕度精度誤差：±0.5℃ ±3%RH

工作頻段： 868MHz（多達102個頻段可用，AES加密）

無線速率：20～100kbps

相對位移范圍：一個場內堆垛內

發(fā)射距離： >100m（探頭至于煙垛內）

使用年限：>1年

（二）無線接收網(wǎng)橋：

圖六、蜂窩無線接收網(wǎng)橋/網(wǎng)關(防水型)

供電電壓：交流220V

工作溫度：-40℃～+85℃

上行工作頻率：標準433MHz（共8個頻段可用）

發(fā)射功率：≤2W

接收靈敏度：-110dBm

通信距離：>3公里（空曠距離）

下行工作頻段：868MHz（多達102個頻段可用，AES加密）

接收靈敏度：-110dBm

發(fā)射功率： 10dBm-30dBm（軟件可設置）

設備編號：軟件可設置

天線接口方式：SMA標準天線接口

抗干擾：手機頻率、政府無線頻率、鐵路通信頻率、無線WIFI頻率等常用頻率抗干擾。

（三）無線接收中心

圖七、無線接收中心（老版）

供電電壓：交流220V

上行通訊接口： RJ45網(wǎng)絡接口

下行通信接口：無線433MHz（共8個頻段可用）

發(fā)射功率：≤2W

接收靈敏度：-110dBm

通信距離：>3公里（空曠距離）

抗干擾：手機頻率、政府無線頻率、鐵路通信頻率、無線WIFI頻率等常用頻率抗干擾

天線接口方式：SMA標準天線接口

工作溫度：-40℃～+85℃

接　　口：ＭJ-ＭJ接口

七、系統(tǒng)互換性與維護

系統(tǒng)的互換性與可維護性主要體現(xiàn)在探頭與無線接收基站上，具體實現(xiàn)如下：

（一）環(huán)境溫濕度傳感器

1、可維護性：

無線溫濕度傳感器采用鋁合金外殼，為了增加設備穩(wěn)定性及防護等級，將采用一體設計（將電路板、傳感器探頭、無線傳輸模塊、電池、配置接口等都整體固定焊接在底板上），各個功能模塊為硬連接，電路底板利用外殼卡槽安裝，與外殼沒有螺絲，當出現(xiàn)損壞需要更換時，只需拆卸其中一端擋板之后，就能很方便的將整體電路拉出，然后把新的電路板推入卡槽進行替換，裝上擋板即可，不需要更換外殼，操作簡單方便，工作量小，為后期維護更換帶來很大便利，同時也節(jié)約了成本。

2、互換性：

當溫濕度傳感器需要更換使用位置和環(huán)境時，可以通過傳感器外殼上提供的一個USB方頭接口方便的重新設置新的基本參數(shù)，包括通信信道、發(fā)射功率、發(fā)送時間間隔、ID號等，相當于重新定義了一個新的傳感器，此時就可以方便的重新投入一個新的系統(tǒng)當中使用。

（二）無線接收基站

無線接收基站的ID號與工作信道可以方便的利用溫濕度系統(tǒng)管理軟件通過無線接收中心在線更改（勿需從安裝現(xiàn)場拆卸），這樣，在系統(tǒng)重新分配的時候，我們可以利用這個功能方便的重新定義蜂窩，包括蜂窩的編號、蜂窩工作的信道等，為用戶后期使用提供的便利。

八、售后和維保

本公司產品承諾1年內免費保修，超過維保期只收取成本費用。

（一）技術支持與服務

對于我公司銷售的產品和設備我們保證用戶能夠得到整個系統(tǒng)的終身技術支持和服務。作為技術支持重要部分，我們還將為用戶提供的系統(tǒng)升級服務，并確保：

1、技術的***性與應用適用發(fā)展趨勢；

2、隨時能夠為用戶提供系統(tǒng)的擴展能力，以滿足用戶日益發(fā)展的要求；

3、升級后的系統(tǒng)有良好的性能價格比；

4、經(jīng)濟性。

（二）電話支持服務

客戶的系統(tǒng)管理員或系統(tǒng)管理維護人員隨時可與我公司直接電話聯(lián)系，由我司工程師通過電話向用戶提供專業(yè)的技術支持，以極快的速度解決用戶網(wǎng)絡系統(tǒng)中出現(xiàn)的問題，并提供全天候、無周末響應服務。

（三）返修維護服務

當我們的工程師通過電話無法及時排除問題時，貴方可選擇將設備寄回我公司售后點，我公司將盡快為您解決查找原因并及時處理問題。

（四）設備維修服務

我們對免費維護期內的系統(tǒng)設備提供維護和更換服務，對后續(xù)保用服務合同內指定的所有設備提供保修和保養(yǎng)服務。對于未包含在后續(xù)保用服務內的設備進行成本收費服務。

（五）人員培訓

根據(jù)客戶的需要，我公司將客戶相關技術人員進行***的技術培訓，達到***理解系統(tǒng)的功能和相關技術、并且可以獨立進行安裝配置、日常使用維持、一般故障診斷和修復等工作之目的，有關具體的培訓內容包括：

1、系統(tǒng)的體系結構及相關技術；

2、系統(tǒng)的安裝調試；

3、系統(tǒng)管理員和用戶培訓。

九、聯(lián)系方式

企業(yè)名稱：成都鑫芯電子科技有限公司

聯(lián)系電話：4006628160

Q Q：

聯(lián) 系 人：韓先生

地 址：成都市金牛區(qū)金牛高新技術產業(yè)園興盛西路2號天元大廈

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